【導入事例】3Dプリンターで数百万個ものクリアアライナーを製造するModern Clear社の取り組み
その快適さと装着時の目立たなさのおかげで、クリアアライナーは世界中で最も人気があり、急成長している歯科矯正方法の1つです。現在のほとんどすべてのクリアアライナーは 3Dプリントモデルを元に真空成形することで製造されているため、クリアアライナーの製造は3Dプリント物の最終用途とは最も一般的なものでもあります。
Modern Clear社は、ドイツのプレミアムクリアアライナーメーカーで、45か国で事業を展開しています。同社は16,000 人を超える歯科医および歯科矯正医と提携しており、過去5年間で爆発的な成長を遂げ、15万人を超える患者を治療し、300万個を超えるクリアアライナーを製造してきました。
Modern Clear社のCEOであるGleb Grützner氏から、彼らがどのようにビジネスを拡大したか、そして40台のFormlabs SLA 3Dプリンターで膨大な生産を自社で管理するために何が必要かを学びましょう。
最高品質のアライナーシステム開発への挑戦
Modern Clear社は2017年、Grützner氏が米国でのクリアアライナー企業の成功に刺激を受け、同僚や友人たちとヨーロッパで対応する企業を設立しようと考えたことがきっかけで設立されました。5人で会社を立ち上げ、当初は歯科医師や矯正歯科医とともに研究開発に全面的に力を注ぎ、その後、独自のアライナーシステムを市場に投入し、社員数も100人を超えるまでに急成長を遂げました。
▲クリアアライナーは目立たないため、治療を受けていることを同僚、友人、家族に知られたくない成人患者に人気があります。ZahnZeit55 の歯科医、Alexander A. Zalesski M.SC.は、歯科医院でModern Clear社のアライナーシステムを使用して150人以上の患者を治療してきました。
「"最高の品質、最高の審美性、しかし決して機能性を犠牲にしない "これが私たちのスローガンです。私たちは、医学的な見地からクリアアライナーシステムを設計しました。最も重要なことは、患者さんの健康状態を損なうことなく、治療結果を得ることです。私たちの3Dシミュレーションと予後予測は現実的であり、禁忌とされる症例にマーキングすることを恐れていません」とGrützner氏は述べています。
そのため、Modern Clear社では、クリアアライナーの治療計画プロセスにおいて、歯科医師と歯科技工士という歯科のプロフェッショナルだけを採用しています。彼らはプロフェッショナルな矯正ソフトウェアを使用して治療計画を立て、手作業で調整して各ステップを修正し、画面に表示される内容が実際の生活でも生体力学的に達成できるようにします。その結果、無駄な診察の予約を取らずに現実的な治療計画を立てることができ、患者の満足度を高め、医師の時間あたりの収入を急速に増やすことができるのです。
▲Grützner氏は、最高の品質を実現するためには、人間の手が重要であることを発見しました。治療計画の各ステップは、歯科専門家による手作業での調整で修正され、アライナーは最も滑らかな表面仕上げを実現するために手作業で研磨されます。
アライナーシステムのもう一つの重要な側面は、厳密に管理された社内生産です。すべてのアライナーは、3Dプリントされたモデルの上に真空成形され、最も滑らかな表面仕上げのために手で磨かれ、ドイツのModern Clear社のオフィスから世界中の歯科医や矯正歯科医に直接出荷されています。
「私たちにとって、3Dプリントは必要不可欠です。3Dプリンターを使わない製造工程はありえません。3Dプリントで最も重要なのは品質です。3Dプリントされたモデルの品質が良ければ、アライナーも良いものになり、医師も患者も満足するからです。結果的に私たちは良い評判でビジネスを構築しています。」とGrützner氏は述べています。
▲透明なアライナーの製造には、高品質の3Dプリントモデルが不可欠です。Formlabs SLA 3Dプリンターでプリントされたモデルの滑らかな表面仕上げにより、積層痕の見えない、真に透明なアライナーの製造が可能になります。
大量生産を可能にするFormlabsの3Dプリンターとは？
「医療機器ですから、製品の品質が保証されていることは、私たちにとって本当に重要なことです。どんなに費用がかかろうとも最高のハードウェア、最高のソフトウェア、そしてプロフェッショナルのみと仕事をしたい。そのために、製造プロセスには信頼できるパートナーが必要でした。」とGrützner氏。
Modern Clear社のチームは、ケルンで開催されたIDS歯科見本市でFormlabsを紹介され、すぐに最初のForm 2を2台購入しました。数ヶ月後、3台目のプリンターを購入し、その後、需要の増加に対応するため、プリンターの台数を20台まで一気に増やしました。Form 3がリリースされた後、同社は生産機能の全てを新モデルにアップグレードすることを決め、保有するForm 3を40台に拡大しました。
▲Modern Clear社は、40台のForm 3を1日3シフトで24時間365日稼働させています。
このような大規模な生産を実行するのは容易なことではありません。Grützner氏が円滑な運営を行うために最も重要であると強調した機能の一部を次に示します。
使いやすさ
「3Dプリント部門は、今は3Dプリントの専任者が5人いますが、スタート時の5人ではありません。多くの従業員を抱える大企業で、標準的な品質を一定に保つには、生産時にミスをしないことが非常に重要です。Form 3は非常によく設計されており、使いやすく、モニターもしやすい。品質もいつも同じで、とても安定しています。だから、誰がこのプリンターで仕事をしようとも、人為的な失敗が起こる可能性は絶対にないと思っています。」
▲40台のプリンターは、1台のワークステーションからPreFormによるプリント設定とDashboardによるオンラインモニタリングで管理することができます。自動レジン供給などの機能により、プリンターの管理も簡単です。
信頼性
「24時間365日生産しているので、今は1日3交代制で動かしています。これまで10種類のメーカーの3Dプリンターを使ってきましたが、これだけ激しく使うと短期間で壊れてしまいました。そのため2、3台の大型プリンターではなく、小型のプリンターを数多く導入することにしました。24時間365日稼働しているFormlabsのプリンターは、精度と稼働率のレベル非常に優れています。」
▲コンパクトなプリンターを多数保有し、技術的な問題に備えた冗長性を確保しています。10,000以上のプリントジョブで96%の印刷成功率を記録したModern Clear社。
表面仕上げ
「このプリンターは、間違いなく最も積層痕が少ないプリンターです。患者さんにとって、これはとても重要なことです。私たちのアライナーが透明なのは、真空成形する前のプリントモデルが、本当に、本当に高品質でプリントされているからなのです。」
▲FormlabsのLFS（Low Force Stereolithography）技術は、歯科用3Dプリンターの中で最高レベルのプリント品質と滑らかな表面仕上げを提供します。
継続的な開発
「現在、私たちは40台のプリンターを使用して仕事をしています。実は、経営計画では、今ならその2倍くらいの台数になると思っていましたが、Formlabsは急速に材料を改良し、ビルドプラットフォームも改良し、すべてのアクセサリーを改良しました。1年前には60台のプリンターで造形できると考えていた量が、今では40台のプリンターでプリントできるようになったのです。」
▲Formlabs SLA プリンターの材料とソフトウェアのアップデートにより、生産力が最大4倍に向上し、Form 3のリモートプリント機能により、どこからでもプリントを開始することができるようになりました。新しいアクセサリーはワークフローを合理化するのに役立ちます。例えば、ビルドプラットフォーム2は、工具なしでビルドプラットフォームから部品をわずか数秒で簡単に取り外すことを可能にします。
歯科矯正の未来
Grützner氏は、ここ数年、歯科や矯正歯科におけるデジタル技術の急速な普及を目の当たりにしており、今後さらに加速していくだろうと予想しています。3Dスキャナーが身近になったことで、従来のアナログ印象は3Dスキャナーに取って代わられるに違いありません。多くの歯科技工所はすでに3Dプリンターを使用していますが、デジタル症例を受け入れて作業できるようにする必要があるため、これが標準になっていくことでしょう。
「今、完全にデジタル化された仕事をしている歯科医院は、全体の10％程度だと思います。しかし、この2年間のパンデミックで、歯科医院をデジタル化するという考えに多くの人が慣れてきたように感じます。時間と診察の予約の数を大幅に節約できるからです。ですから、私には全てがデジタル化される未来が見えています。」
歯科医療におけるデジタル技術は、一貫した高品質を提供することも容易にします。「3Dテクノロジーが登場する前は、すべて手作業で行われていました。すべて手作業だったため、標準化されていませんでした。つまり、良い歯科技工士がいれば、良いクラウン・ブリッジやアライナーを手に入れることができます。もし、悪い歯科技工士がいれば、あまり良くないクラウン、ブリッジ、アライナーができてしまいます。デジタル技術を使用すると、常に同じ品質のものを作ることができます」とGrützner氏は述べています。
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